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超広角屈折光学系を用いた高エネルギー宇宙線観測試験 EUSO 日本の開発の報告

超広角屈折光学系を用いた高エネルギー宇宙線観測試験 EUSO 日本の開発の報告. 2004/12/17@ICRR. 滝澤　慶之 理研 for EUSO-Japan Collaboration. EUSO-Japan Menber. 福井工大工 東北大 金沢大理 信州大工 KEK 東大宇宙線研 埼玉大理 理研 立教大理 成蹊大工 山梨大工 天文台 放医研 千葉大理 武蔵工大工 青山学院大理工 甲南大理工 原研 近大理工 奈良産大情報 大阪市大理 愛媛大理. 永野元彦，宮崎芳郎 高橋幸弘 村上敏夫，米徳大輔 木舟正

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超広角屈折光学系を用いた高エネルギー宇宙線観測試験 EUSO 日本の開発の報告

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Presentation Transcript

  1. 超広角屈折光学系を用いた高エネルギー宇宙線観測試験EUSO 日本の開発の報告 2004/12/17@ICRR 滝澤　慶之 理研 for EUSO-Japan Collaboration

  2. EUSO-Japan Menber 福井工大工 東北大 金沢大理 信州大工 KEK 東大宇宙線研 埼玉大理 理研 立教大理 成蹊大工 山梨大工 天文台 放医研 千葉大理 武蔵工大工 青山学院大理工 甲南大理工 原研 近大理工 奈良産大情報 大阪市大理 愛媛大理 永野元彦，宮崎芳郎 高橋幸弘 村上敏夫，米徳大輔 木舟正 石川正，金子敏明，栗原良将，清水韶光，藤本順平 竹田成宏，林田直明，間瀬圭一 井上直也 上野嘉之，上原嘉宏，戎崎俊一，大谷知行，大森整，川井和彦， 川崎賀也，佐藤光輝，清水裕彦，鈴木亨，滝澤慶之，広田克也， M.E.Bertaina，宮坂浩正，森田晋也，守安精，山形豊，林偉民 北本俊二 近匡 本田建 梶野敏貴，水本好彦 内堀幸夫 吉田滋 門多顕司 榊直人，柴田徹，吉田篤正 梶野文義，佐藤文隆，坂田通徳，山本嘉昭 田島俊樹 千川道幸 政池明 川上三郎 吉井尚

  3. EUSOExtreme Universe Space Observatoryfor Extremely High Energy Cosmic Ray Observation 330-400nm

  4. EUSOの視野 EUSO~ 300 x AGASA ~ 10 x Auger 観測状態の時、 ~ 3000 x AGASA ~ 100 x Auger 3年間で2000イベント程度（1020eV以上） AGASA

  5. EUSO のコンセプト • 遠方 、 大広角(60°)  広大な検出エリア • ~4.5x105 km2 sr • 宇宙線観測器として大きな可能性 • 宇宙線バーストに対し3000倍の感度 • （AGASA） • 1500 Giga-ton 大気 • 超高エネルギーニュートリノ検出器としての可能性 • 全天観測 • 南北半球にわたる均一な観測が可能　　　　国際宇宙ステーション軌道のおかげ!! • 地上観測と相補的観測

  6. Telescope Configuration Electronics Focal Surface Support Structure Focal Surface Fresnel Lens 2 Entrance pupil Fresnel Lens 1

  7. EUSO焦点面

  8. Multianode Photomultipliers More direct solution has been introduced. R8900-03-M36 (M25/M16) current baseline choice Sensitive area is increased 83% of its physical dimension. The sensitive area can be increased up to 95% by attaching a simple optical adaptor (tapered glass or reflector). Weight = 26.7g / PMT Gain = 2x106 @ -900V Weight = 26.0g / PMT Gain = 4x106 @ -900V Weight = 27.3g / PMT Gain = 2x106 @ -900V 83% 95%

  9. Detection Efficiency maps at l = 370 nm MAPMT Single Anodes ZA 1912 ZA 2015 ZA 1912 ZA 2028 ZA 2043 Cross talk: 7% mostly due to border pixels <D.E.>=(15.80.6)% Uniformity ratio = 2.4 9 MAPMT statistics 4

  10. 各国の状況 • 欧州： • Phase-A Study 成功裏に終了 • 2005年初頭からPhase-B Study 開始予定 • 日本：Phase-B実行中 • 日本におけるPhase-A研究終了 • 2004年度からPhase-B 開始 • 米国： Phase-B採用 • ミッション終了までのコミット

  11. PDM（BBM)構造案 BBM: Bread Board Model 試作試験用モデル • ９つのECを装着 • １つのHV電源（甲南大）。９つのデバイダを装備 • 宇宙仕様を念頭に設計 • 構造解析、振動試験等を行い、ECの評価を行う。

  12. EC（BBM)の構造案 • 一般仕様 • 4つのMAPMTを装着 • PMTへのHV供給 • PDMへの信号伝達 • 宇宙仕様 • 対振動性 • 低アウトガス • 軽量

  13. スケジュール • デリバー： 2007年 • 打ち上げ： 2009年以降 • FIRST READY, FIRST GO

  14. ２０１０年以降の打ち上げの場合 • 米国の宇宙開発新政策 • スペースシャトル運用は２０１０年まで • 最終バスおよび打ち上げ回数は極端に制限 • バックアップソリューションとして検討 • HTVによってISSへ運搬 • H-IIAにより打ち上げ • 宇宙ステーションNode2にドッキング • ロボットアームにてISS各部に装着

  15. H-IIA Transfer Vehicle ２００８年１号機打ち上げ その後半年に１機づつ 無人の軌道間輸送機 全長10m、最大直径4.4mの円筒形 全備質量16.5トン 6トンの物資を運ぶことが可能 2つの貨物区画 ・物資は、内部に宇宙飛行士が入って作業できる 「与圧部」 ・船外 実験プラットホームに装着する実験装置等「非与圧部」

  16. HTV

  17. HTVからEUSOの取り出し１

  18. HTVからEUSOの取り出し２

  19. HTVからEUSOの取り出し３

  20. 共同利用研究 • 明野観測所での野外観測試験 • 光学系、検出器系の統合試験 • 観測対象 • 紫外線レーザー 　（擬似空気シャワー大気蛍光） • 空気シャワーチェレンコフ光 • 2004年度 • 　新型MAPMTアレイ検出器の試験 • 旅費５０千円

  21. Observation at AKENO Observatory Reported on ICRC 2001(Hamburg ) All-sky Cherenkov Observatory

  22. MAPMT ARRAY 検出器 Laser Swing over the Field of View 東大宇宙線研明野観測所 UVレーザー R7600-M64使用時 PMTの間に巨大な不感領域が存在 UV Laser Reported on ICRC 2001(Hamburg )

  23. 感度分布（全体） 有効領域　　 83%50% R7600-M64 R8900-M16

  24. MAＰＭＴ ＡＲＲＡＹ検出器 青山学院大 柴田研 この13本を使用

  25. cEUSO with MAPMT Array at Akeno Observatory 2004/09/16-20 散乱光　　 UV Laser (YAG 365nm)

  26. Laser Swing over the Field of View preliminary

  27. Laser Swing over the Field of View R8900-M25を使用 UV Laser preliminary 不感領域の少ない 連続したイメージを取得

  28. まとめ • 明野観測所において、新型MAPMTアレイ検出器の試験を実施。 不感領域の少ない連続イメージを確認 • EUSO-Japan 先行してPhase-B実施中

  29. おわり

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